物理人教版高中必修三（2019年新編）12-1電路中的能量轉(zhuǎn)化（課件）

第1節(jié)電路中的能量轉(zhuǎn)化第十二章電能能量守恒定律課標定位1、理解電功、電功率的概念、物理意義；2、了解電功和電熱的區(qū)別和聯(lián)系；3、能運用能量轉(zhuǎn)化與守恒的觀點解決簡單的含電動機的非純電阻電路問題。素養(yǎng)闡釋1、物理觀念：電功、電功率、電熱2、科學思維：學生對電路中的能量轉(zhuǎn)化關系缺乏感性認識，需要通過有關實例，建立能量轉(zhuǎn)化的思維。引入現(xiàn)代生活隨處可見用電設備和用電器，例如電燈、電視機、電熱水壺、電動汽車等。你知道這些用電器中的能量是怎樣轉(zhuǎn)化的嗎？一、電功和電功率電場力做功：W=qU=IUt

一段電路兩端的電壓為U，通過的電流為I，

則在時間t內(nèi)通過這段電路任一橫截面的電荷量：q=It電流做功實質(zhì)上是導體中的恒定電場對自由電荷的電場力做功。（3）單位：焦(J)千瓦時(kW·h)1kW·h＝3.6×106J1、電功W=UIt（2）公式：（1）定義：電場力(或電流)所做的功.

電功普適公式電功是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的量度.定義：單位時間內(nèi)電流所做的功.表示電流做功的快慢．電流在一段電路上做功的功率P等于電流I與這段電路兩端的電壓U的乘積．單位：瓦(W)千瓦(kW)．1kW＝103W2、電功率公式：

電功率普適公式P==IU額定功率：用電器在額定電壓下工作的功率.實際功率：用電器在實際電壓下工作的功率.用電器29寸彩電電熨斗電冰箱微波爐臺燈額定電壓（V）220220220220220額定功率（W）50～200300～800100～150800～120040～60幾種常見家用電器的額定功率輸入功率：用電器輸入端的電壓與輸入電流之積.輸出功率：用電器輸出端的電壓與輸出電流之積.額定功率和實際功率【課堂反饋1】當純電阻R的兩端加上某一穩(wěn)定電壓時，通過該電阻的電荷量為0.3C，消耗的電能為0.9J。為在相同時間內(nèi)使0.6C的電荷量通過該電阻，在其兩端需加的電壓和消耗的電能分別是(

)A．3V

1.8J

B．3V

3.6JC．6V

1.8J

D．6V

3.6JD為什么用電器通電后會發(fā)熱呢？電烙鐵電熨斗在金屬導體中，在電場力作用下做加速運動的自由電子頻繁地與離子碰撞，把定向移動的動能傳給離子，使離子熱運動加劇，將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。二、焦耳定律1．焦耳定律(2)公式：(1)定義：電流通過導體時產(chǎn)生的熱量Q等于電流I的二次方、導體的電阻R和通電時間t成正比。Q=I2Rt2．熱功率(1)定義：單位時間內(nèi)的發(fā)熱量.P=I2R(2)公式：焦耳定律適用于純電阻電路，也適用于非純電阻電路?！菊n堂反饋1】(多選)關于電功和焦耳熱，下列說法正確的是(

)A．在純電阻電路中，計算電功可用公式W＝I2RtB．在非純電阻電路中，計算電功可用公式W＝I2RtC．在非純電阻電路中，計算焦耳熱可用Q＝I2RtD．在純電阻電路中，計算焦耳熱可用Q＝UItACD電飯煲熱得快電爐電動機電風扇上面三個用電器和下面兩個用電器有什么區(qū)別？三、電路中的能量轉(zhuǎn)化想一想：“小太陽”工作時消耗的電能可以用W=I2Rt來計算嗎?電風扇工作時消耗的電能可以用W=I2Rt來計算嗎?電風扇工作時，消耗的電能轉(zhuǎn)化成什么形式的能量?電能→內(nèi)能+其它形式的能P電=P機+P熱P電=UIP熱=I2R這種電路歐姆定律還適用嗎？純電阻電路非純電阻電路元件特點電流、電壓、電阻的關系能量轉(zhuǎn)化形式可應用的公式

電路中只有電阻元件除電阻外還包括能把電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的用電器

電流做功全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能電流做功轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和其他形式的能量

1、純電阻電路中：

W=Q，即UIt=I2Rt，

（歐姆定律成立）計算電功和電熱時：W=Q=UIt=I2Rt=計算電功率和熱功率時：P=UI=I2R=2、非純電阻電路中：

W>Q，即IUt>I2Rt，U>IR

歐姆定律不成立，說明歐姆定律不適用于非純電阻電路【例1】一個電動機，線圈電阻是0.4，當它兩端所加的電壓為220V時，通過的電流是5A。這臺電動機發(fā)熱的功率與對外做功的功率各是多少？解：電動機消耗的電功率P電、電動機的發(fā)熱功率P熱、轉(zhuǎn)化為機械能的功率P機。根據(jù)能量守恒定律:P電＝P熱+P機由焦耳定律知，電動機的熱功率為P熱＝I2R=10W消耗的電功率為P電＝UI=1100WP機＝P電－P熱＝IU－I2R=1090W【課堂反饋3】微型吸塵器的直流電動機的內(nèi)阻一定，為1Ω，當加在它兩端的電壓為2.0V時，電流為0.8A，且能正常工作．求：(1)它的額定輸入功率多大？(2)工作時由導線發(fā)熱損失的功率多大？(3)它的最大輸出功率多大？解析：電動機正常工作時是非純電阻電路(1)額定輸入功率P額＝UI＝2×0.8W＝1.6W(2)電動機發(fā)熱功率P熱＝I2R＝(0.8)2×1W＝0.64W(3)根據(jù)能的轉(zhuǎn)化與守恒，最大輸出功率P出＝P額－P熱＝0.96W.課堂小結(jié)1、電功:在一段電路中電場力所做的功，就是電流所做的功，簡稱電功。定義式：W=UIt

（適用于一切電路）2、電功率:單位時間內(nèi)電流所做的功叫做電功率。定義式：P=UI

（適用于一切電路）二、焦耳定律Q=I2Rt1、焦耳定律：（適用一切電路）2、熱功率：（適用一切電路）三、電路中的能量轉(zhuǎn)化對于電動機滿足P電=P機+P損【課堂檢測1】把六個相同的小燈泡接成如圖甲、乙所示的電路，調(diào)節(jié)變阻器使燈泡正常發(fā)光，甲、乙兩電路所消耗的總功率分別用P甲和P乙表示，則下列結(jié)論中正確的是(

)A．P甲＝P乙B．P甲＝3P乙C．P乙＝3P甲

D．P乙>3P甲B【課堂檢測2】理發(fā)用的電吹風機中有電動機和電熱絲，電動機帶動風葉轉(zhuǎn)動，電熱絲給空氣加熱，得到熱風將頭發(fā)吹干，設電動機線圈的電阻為R1，它與電熱絲的電阻R2相串聯(lián)，接到直流電源上，電吹風機兩端電壓為U，電流為I，消耗的電功率為P，有（）A．IU>P B．P=I2(R1+R2) C．IU=P D．P>I2(R1+R2)CD【課堂檢測3】如圖所示的電路中，電爐電阻R＝10Ω，電動機線圈的電阻r＝1Ω，電路兩端電壓U＝100V，電流表的示數(shù)為30A，問通過電動機的電流強度為多少？通電一分鐘，電動機做的有用功為多少？解：①通過電爐的電流強度為I1＝U/??＝10A.通過電動機的電流強度為I2＝I－I1＝20A.②電動機的總功率為